Was ist der Unterschied zwischen Mutationsrate und Substitutionsrate

Der Schlüsselunterschied zwischen Mutationsrate und Substitutionsrate ist, dass die Mutationsrate die Häufigkeit des Auftretens neuer Mutationen in einem einzelnen Gen ist, das auf Deletionen, Insertionen oder Substitutionen basiert, während die Substitutionsrate die Rate von Mutationen ist, die aufgrund der Substitution von Nukleotiden in der DNA -Sequenz auftreten.

Mutation ist ein häufiger Begriff in der Möglichkeit der molekularen Biologie, Genetik und Vererbung. Mutationsrate und Substitutionsrate schätzen die Höhe der genetischen Vielfalt und Evolutionsraten in einer bestimmten Abstammungslinie von Organismen.

INHALT

1. Überblick und wichtiger Unterschied
2. Was ist Mutationsrate  
3. Was ist Substitutionsrate
4. Ähnlichkeiten -Mutationsrate und Substitutionsrate
5. Mutationsrate gegen Substitutionsrate in tabellarischer Form
6. Zusammenfassung - Mutationsrate gegen Substitutionsrate

Was ist Mutationsrate?

Die Mutationsrate ist die Häufigkeit neuer Mutationen in einem einzelnen Gen oder einem Organismus im Laufe der Zeit. Es ist nicht konstant und nicht auf einen einzelnen Mutationstyp beschränkt. Somit sind verschiedene Mutationen vorhanden. Mutationsraten werden für bestimmte Klassen von Mutationen angegeben, wie z. B. Punktmutationen, die aufgrund von Insertionen, Deletionen und/oder Substitution von Nukleotiden auftreten können. Punktmutationen unterliegen Änderungen in einer einzelnen Basis, und Missense- und Nonsense -Mutationen sind zwei Subtypen von Punktmutationen. Für diese Mutationsraten gibt es mehrere natürliche Zeiteinheiten. Sie sind als Mutationen pro Basenpaar pro Zellteilung oder pro Gen pro Generation oder pro Genom pro Generation charakterisiert.

Abbildung 01: Mutationsrate

Die Mutationsrate eines Organismus wird normalerweise durchgehend entwickelt und stark von der Genetik jedes Organismus und der Umwelt beeinflusst. Wenn die Mutationsrate zunimmt. Eine Möglichkeit zur Bestimmung der Mutationsrate ist der Schwankungstest, der auch als Luria-Delbruck-Experiment bekannt ist. Diese Methode ist für Mutationsraten wichtig, da sie experimentell beweist, dass Mutation ohne Auswahl auftreten kann.

Die Mutationsraten variieren zwischen Arten und verschiedenen Regionen. Die menschliche Mutationsrate bei Männern (Spermien) ist höher als bei Frauen (Eierzellen). Dies zeigt, dass das menschliche Genom rund 64 neue Mutationen ansammelt, um Gameten zu erzeugen. Die menschliche mitochondriale DNA hat eine hohe Mutationsrate. Die Evolutionstheorie der Mutationsraten identifiziert drei Hauptkräfte, und sie sind die Erzeugung von schädlicheren Mutationen mit höheren Mutationsraten, die Erzeugung von vorteilhafteren Mutationen mit höheren Mutationsraten und Stoffwechselkosten und reduzierte Replikationsraten, um Mutation zu verhindern.

Was ist Substitutionsrate?

Die Substitutionsrate ist die am häufigsten gemessene Mutationsklasse, die auf der Substitution von Nukleotiden in einer DNA -Sequenz basiert. Sie sind mit der Standard -DNA -Analyse leichter zu messen. Die Substitutionsraten von Mutationen haben unterschiedliche Mutationsraten pro Generation als andere Klassen von Mutationen, die häufig hoch sind. Viele Stellen eines Genoms eines Organismus enthalten Mutationen mit kleinen Fitnesseffekten und werden als neutrale Stellen bezeichnet.

Abbildung 02: Substitutionsrate

Mutationen unterscheiden. Diese werden als feste Mutationen bezeichnet und in pro Basispaar pro Generation gemessen. Feste Mutationen sind die Veränderungen, die in einer Sequenz eines Gens stattfinden, ohne die von diesem Gen produzierten Proteine ​​zu ändern. Diese werden normalerweise als Schätzungen der Mutationsrate verwendet. Die Substitutionsrate wird berechnet, wenn die Anzahl der Mutationen in jeder Generation mit der Wahrscheinlichkeit der neuen Mutation multipliziert wird, die die Fixierung erreicht.

Was sind die Ähnlichkeiten zwischen Mutationsrate und Substitutionsrate?

• Mutations- und Substitutionsraten sind wichtig für die Bevölkerungsgenetik.
• Darüber hinaus bieten beide Einblicke in die genetische Vielfalt.
• Sie liefern auch Informationen über die Entwicklung von Populationen.
• Beide Raten werden gemäß einer bestimmten Formel berechnet.

Was ist der Unterschied zwischen Mutationsrate und Substitutionsrate?

Die Mutationsrate ist die Häufigkeit des Auftretens neuer Mutationen in einem einzelnen Gen, das auf Deletionen, Insertionen oder Substitutionen basiert, während die Substitutionsrate die Rate von Mutationen ist, die aufgrund der Substitution von Nukleotiden in der DNA -Sequenz auftreten. Dies ist der Schlüsselunterschied zwischen Mutation und Substitutionsrate. Mutationsraten schätzen die Höhe der genetischen Diversität, während die Substitutionsraten die Evolutionsrate schätzen. Darüber hinaus beträgt die Formel für die Mutationsrate μ = m/n, wobei n die durchschnittliche Anzahl von Zellen pro Kultur ist, während die Formel für die Substitutionsrate die Anzahl neuer Mutationen in jeder Generation (NU) multipliziert ist, die mit der Wahrscheinlichkeit jeder neuen Mutation erreicht werden Fixierung (1/n), der gleich u ist.

Die folgende Tabelle fasst den Unterschied zwischen Mutation und Substitutionsrate zusammen.

Zusammenfassung -Mutationsrate gegen Substitutionsrate

Mutations- und Substitutionsraten sind wichtige Parameter in der genetischen Vielfalt. Die Mutationsrate ist die Häufigkeit des Auftretens neuer Mutationen in einem einzelnen Gen, das auf Deletionen, Insertionen oder Substitutionen basiert, während die Substitutionsrate die Rate von Mutationen ist, die aufgrund der Substitution von Nukleotiden in der DNA -Sequenz auftreten. Mutationsraten schätzen die Höhe der genetischen Vielfalt, während die Substitutionsrate die Evolutionsrate schätzt. Dies fasst den Unterschied zwischen Mutationsrate und Substitutionsrate zusammen.

Referenz:

1. A ;, Meyer S; VonhaeSeler. „Identifizierung ortsspezifischer Substitutionsraten.Molekulare Biologie und Evolution, u.S. Nationalbibliothek für Medizin.
2. Als ;, peck km; lauring. „Komplexität der viralen Mutationsraten.Journal of Virology, u.S. Nationalbibliothek für Medizin.

Bild mit freundlicher Genehmigung:

1. „PPAT.1002950.G001 ”nach Phylogenie -Figuren (CC durch 2.0) über Flickr
2. "Jüngste Schätzungen der menschlichen genomweiten Mutationsrate" von Aylwyn Scally - "Die Mutationsrate in der menschlichen Evolution und dem demografischen Inferenz" Curr Opinent Dev. 2016 Aug 30; 41: 36-43. https: // dx.doi.org/10.1101/061226 (cc um 4.0) über Commons Wikimedia